结构生物化学/Cdc
概述 Cdc48 是一种六聚体蛋白，属于一组称为 ATP 酶的酶。过去的研究所表明，它有助于控制蛋白质活动的质量，例如：内质网相关蛋白质降解 (ERAD)、转录和代谢调节、DNA 损伤反应等等。新的研究表明，Cdc48 通过帮助将受损蛋白在细胞受到压力时储存在聚集体中，并在以后破坏受损蛋白来调节受损蛋白的降解。
结构 Cdc48 是一种六聚体蛋白。它有一个中心核心，六个原体连接到它以形成一个环。组成原体的四个结构域是胺端、AAA 区域（D1 和 D2）和羧基尾部。有十二个 ATP 酶活性位点用于 ATP 水解反应。当水解反应发生时，Cdc48 通过操纵六个原体改变其形状，从而允许环的打开和关闭。此外，不同的温度允许结构域的不同部分比其他部分具有更高的活性。例如，D1 结构域在 60˚C 时达到最大工作效率，而 D2 结构域在 37˚C 时工作效率更高。此外，构象变化是必要的，因为它会影响蛋白质的功能。如果蛋白质不工作，它会导致细胞死亡。此外，羧基尾部可以被磷酸化和乙酰化，这将影响蛋白质的 ATP 酶活性、定位和结合能力。
功能
Cdc48 的功能在很大程度上取决于其辅因子。每个辅因子程序化该蛋白质以执行特定功能。同时，底物处理因子将结合到蛋白质上以指导蛋白质的路径。该蛋白质最著名的功能之一是内质网相关蛋白质降解。Cdc49 与 Udf1 和 Np14 形成复合物，然后与 ERAD 泛素化底物结合。因此，这种作用会导致连锁反应，导致受损蛋白在蛋白酶体中降解。Cdc48 参与的另一个作用是线粒体蛋白降解。在这里，Vms1 取代 Ufd1 与 Cdc48 形成复合物。当细胞暴露于雷帕霉素或过氧化氢时，这会激活 Cdc48 移动到线粒体膜以降解选定的线粒体蛋白，这一过程称为 UPS。新的研究表明，一种名为 E3 连接酶 Parkin 和 Cdc48 的蛋白质有助于防止受损的线粒体蛋白与健康的线粒体蛋白融合。Cdc49 还在细胞质蛋白降解中发挥作用。与 ERAD 相似，Cdc48 形成相同的复合物。然而，它的作用不同，它从葡萄糖诱导的降解缺陷 (Gid) 复合物中去除泛素化酶，以创建松散的末端，以便受损的蛋白质可以进入蛋白酶体以被降解。在核蛋白降解中，Cdc48 复合物有助于在它的辅因子 Ubx4 和 Ubx5 的帮助下展开和分解有缺陷的蛋白质。核糖体吞噬是另一个依赖 Cdc48 的过程。在这里，成熟的核糖体被降解以确保细胞能够存活。Cdc49 与 Ubp3 和 Bre5 配对以去泛素化核糖体。
来源 Buchberger，Alexander，Hilt，Wolfgang，Stolz，Alexandra，Wolf H. Dieter。“Cdc48：蛋白质降解中的强力机器”。生物化学趋势。2011 年 10 月。